Elektrische Vorrichtung

Abstract

 Offenbart wird eine elektrische Vorrichtung mit einem Gehäuse (2) und darin angeordneten voneinander beabstandeten elektrischen Baugruppen (4, 10), wobei je zwischen zwei benachbarten elektrischen Baugruppen eine Kühleinrichtung (6) angeordnet ist, die mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Vorrichtung wird vorteilhafterweise in Basisstation für Mobilfunksysteme nach TDMA, CDMA o.ä. Übertragungsverfahren verwendet.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung mit einem Gehäuse und darin angeordneten voneinander beabstandeten elektrischen Baugruppen.

[0002] Bislang sind an dem Gehäuse Kühlbleche befestigt, die zur Ableitung der von den Baugruppen entwickelten Wärme dienen. Der Wärmeleitweg von dem einzelnen Bauelement einer Baugruppe über die Baugruppenplatine zum Gehäuse ist lang, was zur Folge hat, daß die Abführung der Wärme unzureichend ist. Ferner sind zusätzliche elektromagnetische Schirmeinrichtungen vorgesehen, um die elektrischen Baugruppen HF-technisch voneinander zu isolieren. Es ist ein durch Umluft gespeister Innenkreislauf und Außenluftkreislauf vorhanden. Die Wärme aus dem Innenkreislauf wird über einen Wärmetauscher an die Außenluft abgegeben.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzuentwickeln, daß eine verbesserte Wärmeableitung unter Angabe möglichst kurzer Wärmeleitstrekken verwirklicht wird.

[0004] Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine elektrische Vorrichtung mit einem Gehäuse und darin angeordneten voneinander beabstandeten elektrischen Baugruppen, wobei je zwischen zwei benachbarten elektrischen Baugruppen eine Kühleinrichtung angeordnet ist, die ein Teil des Gehäuses ist (Sandwitch-Bauweise).

[0005] Dadurch wird jede elektrische Baugruppe in einer durch die benachbarten Kühleinrichtungen in Verbindung mit dem Gehäuse gebildeten Kammer wärmetechnisch isoliert und gekühlt. Die benachbarten Kühleinrichtungen nehmen die Wärme auf und führen sie über das Gehäuse ab. Ein möglichst kurzer Weg vom Bauteil der einzelnen Baugruppe nach außen ist gewährleistet. Ferner ist ein hermetisch dichter Aufbau angegeben, da die Kühleinrichtungen spaltlos zu einem Gehäuse verbunden sind. Aufgrund der beliebigen Aneinanderreihung von Baugruppen und Kühleinrichtungen ist ein flexibler Aufbau ermöglicht.

[0006] Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Vorrichtung ist daher besonders vorteilhaft, daß die Kühleinrichtungen gleichzeitig die HF-Schirmung übernehmen, und daß dabei nur ein Außenluftkreislauf vorhanden ist. In diesem Zusammenhang ist es ferner wichtig, daß alle Kühleinrichtungen einen guten thermischen Kontakt haben.

[0007] Es ist bevorzugt, daß die Kühleinrichtungen plattenförmig ausgebildet und jeweils im wesentlichen parallel zu den benachbarten Baugruppen angeordnet sind. Dadurch wird die Verlustwärme großflächig aufgenommen und abgeführt. Ferner ergeben sich fertigungstechnische Vorteile aufgrund der Parallelanordnung.

[0008] Die Kühleinrichtungen sind aus einem Material gebildet, das zur HF-Abschirmung geeignet ist. Dadurch wirken die Kühleinrichtungen gleichzeitig als HF-Schirmeinrichtungen und bilden HF-Schirmkästchen für jede Baugruppe.

[0009] Es ist bevorzugt, daß einzelne Elemente einer Baugruppe mit der benachbarten Kühleinrichtung durch lösbare Wärmeleitelemente verbunden sind. Derartige Wärmeleitelemente können beispielsweise Wärmeleitmatten oder Wärmeleitfedern sein. Aufgrund der Wärmeleitelemente, welche das Bauteil mit der Kühleinrichtung verbinden, ist der Wärmewiderstand von Bauteil zu Kühleinrichtung gering und die Bauteiltemperatur ebenfalls gering.

[0010] Es ist ferner bevorzugt, daß einzelne Kühleinrichtungen auf einer Außenfläche mit mehreren Vertiefungen gebildet sind, die durch Stege voneinander getrennt sind. Die Vertiefungen bilden zusätzliche Kästchen, die HF-technisch isolieren und eine zusätzliche Kühlwirkung aufgrund der vergrößerten Oberfläche der Kühleinrichtung entfalten. Durch Ausbildung mehrerer Vertiefungen, die spezielle Bauelemente einer Baugruppe einfassen, wird die Wärmeabführung gesteigert.

[0011] Es sind bevorzugt Kühleinrichtungen vorgesehen, die mit einer von den Bauelementen einer Gruppe abgewandten Außenseite einer Baugruppe im wesentlichen ganzflächig in Kontakt sind. Diese Kühleinrichtungen kühlen die Baugruppen unmittelbar auf ihrer Rückseite.

[0012] Es ist ferner bevorzugt, daß hintereinander abwechselnd angeordnete Baugruppen und Kühleinrichtungen durch eine oder mehere Schraube(n) verbunden sind. Dadurch wird die Halterung verbessert und eine zusätzliche wärmetechnische Verbindung bereitgestellt.

[0013] Es ist schließlich bevorzugt, daß bei der elektrische Vorrichtung Kühlung, HF-Schirmung und hermetisch dichtes Gehäuse in Einem verwirklicht ist.

[0014] Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.

Figur 1

zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer elektrischen Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Figur 2

zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Vorrichtung gemäß der Erfindung.

[0015] In der Figur 1 sind perspektivisch dargestellt eine vordere Kühleinrichtung 12, hinter der eine zu kühlende Baugruppe 4 angeordnet ist. Hinter der Baugruppe 4 ist eine weitere Kühleinrichtung 6 angeordnet, der wiederum eine Baugruppe 10 folgt. Abschließend ist eine Kühleinrichtung 8 angeordnet. Die Kühleinrichtung 8 ist an ihrer der Baugruppe 10 zugewandten Vorderseite mit vier im wesentlichen quadratischen Vertiefungen 22 versehen, die zur Aufnahme von prominenten Bauelementen der Baugruppe 10 dienen. Die Vertiefungen 22 sind durch Stege 20 voneinander getrennt.

[0016] Einen ähnlichen Aufbau hat die Kühleinrichtung 12, die in Figur 1 von ihrer Rückseite her gezeigt ist. Schematisch ist ein Bauelement 16 gezeigt, das bei der Montage der Vorrichtung in eine Vertiefung der Kühleinrichtung 12 eingreift. Zur Verstärkung der Wärmeableitung ist ein Wärmeleitelement 18 in Form einer Wärmeleitfeder vorgesehen, das das Bauelement federnd mit dem Boden einer Vertiefung der Kühleinrichtung 12 verbindet. Anstelle von Wärmeleitfedern ist auch der Einsatz von Wärmeleitmatten vorgesehen.

[0017] In den Kühleinrichtungen 12, 6 und 8 sowie in den Baugruppen 4, 10 sind randseitig Durchgangsöffnungen gebildet, die zur Durchführung einer beispielhaft gezeigten Schraube 14 bzw. eines entsprechenden Bolzens dienen. Dadurch wird die Halterung verbessert und ein zusätzlicher Wärmeleitkontakt vorgesehen. Es sind auch Durchgangsöffnungen für Kabel, Stecker und dergleichen vorgesehen.

[0018] Kühleinrichtungen und Baugruppen sind jeweils abwechselnd hintereinander angeordnet, um jede Baugruppe einzeln in Kontakt mit dem Gehäuse hermetisch abzuriegeln und getrennt von den anderen Baugruppen zu kühlen. Ferner sind die Kühleinrichtungen 8, 6, 12 aus einem HF-technischen Abschirmmaterial gebildet, so daß jede Baugruppe gegenüber den anderen Baugruppen auch HF-abgeschirmt ist. Die plattenförmigen Kühleinrichtungen 6, 8, 12 sind spaltlos mit dem Gehäuse 2 verbunden bzw. bilden dessen Außenwand.

[0019] In Figur 2 ist ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Das Gehäuse 2 faßt die hintereinander abwechselnd angeordneten Kühleinrichtungen und Baugruppen ein. An den Baugruppen befinden sich prominente Bauelemente 16, die in den Zwischenraum zwischen Bauelement und Kühleinrichtung, hier beispielsweise 26, vorspringen.

[0020] Wärmeleitelemente 18 verbinden das Bauelement 16 mit der Kühleinrichtung 26. Im zusammengebauten Zustand ist eine hinter der Kühleinrichtung 26 angeordnete Baugruppe 24 in ganzflächigem Kontakt mit dieser. Dadurch wird die Wärmeabfuhrleistung gesteigert.

[0021] Wie in Figur 2 zu sehen ist, bildet die Kühleinrichtung 28 gleichzeitig eine Außenwand des Gehäuses 2. Die Vertiefungen 22 sind so gebildet, daß entsprechende prominente Bauteile der benachbarten Baugruppe 30 überdeckt und eingefaßt werden. Die Wärmeableitung ist dadurch und durch zusätzliche Wärmeleitelemente zwischen Bauelement und Kühleinrichtung verbessert.

Ansprüche

1. Elektrische Vorrichtung mit einem Gehäuse (2) und darin angeordneten voneinander beabstandeten elektrischen Baugruppen (4, 10, 24), dadurch gekennzeichnet, daß je zwischen zwei benachbarten elektrischen Baugruppen (4, 10) eine Kühleinrichtung (6, 8, 12, 26) angeordnet ist, die ein Teil des Gehäuses (2) ist.

2. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtungen (6, 8, 12) plattenförmig ausgebildet und jeweils im wesentlichen parallel zu benachbarten Baugruppen (4, 10) angeordnet sind.

3. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtungen (6, 8, 12, 26) aus einem Material gebildet sind, das zu einer HF-Abschirmung geeignet ist.

4. Elektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Elemente (16) einer Baugruppe (4, 10, 24) mit der benachbarten Kühleinrichtung (12) durch lösbare Wärmeleitelemente (18) verbunden sind.

5. Elektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Kühleinrichtungen (8, 12) auf einer Außenfläche mit mehreren Vertiefungen (22) versehen sind, die durch Stege (20) voneinander getrennt sind.

6. Elektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kühleinrichtungen (26) vorgesehen sind, die mit einer von den Bauelementen einer Gruppe abgewandten Außenseite einer Baugruppe (24) im wesentlichen ganzflächig in Kontakt sind.

7. Elektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander abwechselnd angeordnete Baugruppen (4, 10) und Kühleinrichtungen (12, 6, 8) durch eine Schraube (14) miteinander verbunden sind.

8. Elektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlung, HF-Schirmung und hermetisch dichtes Gehäuse in Einem verwirklicht ist.

Zeichnung